(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験電子デバイスの電気的な機能を試験する複数の試験装置を並置してなる電子デバイス試験システムにおいて、
前記試験装置は、
被試験電子デバイスの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板と、
該試験回路基板を収容する収容体と、
該収容体の内部に収納した被試験電子デバイスの試験が行われる試験室と、
前記収容体の内部で前記試験回路基板を収容する回路基板室と、
前記試験室と前記回路基板室とを隔てる隔壁部と、
前記収容体に設けられており、前記試験室に被試験電子デバイスを搬送するための搬送口と、
被試験電子デバイスを加熱する加熱部と、
隔離した被試験電子デバイス及び前記試験回路基板を接続する接続部と、
前記回路基板室へ冷却気体を導入するための導入口と、
前記回路基板室の内部を通流した冷却気体を排出する排気口と、
前記試験室へ冷却気体を導入するための導入口と、
前記試験室に収容された被試験電子デバイスの周辺を冷却気体が通流するように該冷却気体を整流する整流板と、
前記試験室の内部を通流した冷却気体を排出する排気口と
を備え、
更に、各試験装置の前記回路基板室及び前記試験室の前記導入口へ冷却気体を供給する冷却気体供給部を備える
ことを特徴とする電子デバイス試験システム。
【請求項２】
被試験電子デバイスの電気的な機能を試験する複数の試験装置を並置してなる電子デバイス試験システムにおいて、
前記試験装置は、
被試験電子デバイスの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板と、
該試験回路基板を収容する収容体と、
該収容体の内部に収納した被試験電子デバイスの試験が行われる試験室と、
前記収容体の内部で前記試験回路基板を収容する回路基板室と、
前記試験室と前記回路基板室とを隔てる隔壁部と、
前記収容体に設けられており、前記試験室に被試験電子デバイスを搬送するための搬送口と、
被試験電子デバイスを加熱する加熱部と、
隔離した被試験電子デバイス及び前記試験回路基板を接続する接続部と、
前記回路基板室へ冷却気体を導入するための導入口と、
前記回路基板室の内部を通流した冷却気体を排出する排気口と
を備え、
更に、各試験装置の前記導入口へ冷却気体を供給する冷却気体供給部と、
端部が前記冷却気体供給部に接続され、途中で分岐した複数の他端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続した冷却気体供給管と、
複数の端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続され、途中で一本化した他端部を有する排気管と
を備えることを特徴とする電子デバイス試験システム。
【請求項３】
前記試験装置の外部から前記試験室内へ被試験電子デバイスを搬送する搬送ロボットを備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子デバイス試験システム。
【請求項４】
前記搬送ロボットは、
複数の被試験電子デバイスを、無作為に選択した複数の前記試験装置へそれぞれ搬送するようにしてある
ことを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス試験システム。
【請求項５】
前記複数の試験装置のいずれか一つの装置が被試験電子デバイスの試験を開始する時点と、他の装置が被試験電子デバイスの試験を開始する時点とが異なる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の電子デバイス試験システム。
【請求項６】
前記搬送口を開閉する扉体を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の電子デバイス試験システム。
【請求項７】
被試験電子デバイスを前記試験室内へ搬送するときに前記扉体を開閉させる扉体駆動部を備える
ことを特徴とする請求項６に記載の電子デバイス試験システム。
【請求項８】
被試験電子デバイスが載置され、冷媒が通流する冷媒路を内部に有する載置台を備え、
前記加熱部は、
前記載置台に設けられた抵抗加熱ヒータである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の電子デバイス試験システム。
【請求項９】
被試験電子デバイスの温度を検出するデバイス温度検出部と、
該被試験電子デバイスの温度を８０℃乃至１５０℃に保持するように前記加熱部の動作を制御する温度制御部と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の電子デバイス試験システム。
【請求項１０】
前記試験回路基板の温度を検出する基板温度検出部を備え、
前記冷却気体供給部は、
検出された該試験回路基板の温度に基づいて、冷却気体の供給量及び温度を決定するようにしてある
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の電子デバイス試験システム。
【請求項１１】
前記収容体から排気された冷却気体に含まれる混入物を除去するフィルタを備え、
前記冷却気体供給部は、
混入物が除去された冷却気体を再び前記収容体へ供給するようにしてある
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の電子デバイス試験システム。
【請求項１２】
前記試験回路基板は、
試験信号を出力するタイミングを決定するためのタイミング信号を発生させるタイミング発生回路と、
該タイミング発生回路で発生したタイミング信号に合わせて、被試験電子デバイスへ試験信号を出力する信号出力回路と、
所定波形の信号を発生させるパターン発生回路と、
試験信号を受けて前記被試験電子デバイスから出力された応答信号、及び前記パターン発生回路で発生した信号を比較する比較回路と
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載の電子デバイス試験システム。
【請求項１３】
被試験電子デバイスの試験に先立ち、該被試験電子デバイスを予備的に加熱する予備加熱装置を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一つに記載の電子デバイス試験システム。
【請求項１４】
前記試験装置から搬出された被試験電子デバイスを冷却する冷却装置を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか一つに記載の電子デバイス試験システム。
【請求項１５】
被試験電子デバイスの電気的な機能を試験する複数の試験装置を、階層構造に積層した電子デバイス試験システムにおいて、
前記試験装置は、
被試験電子デバイスの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板と、
該試験回路基板を収容する収容体と、
該収容体の内部に収納した被試験電子デバイスの試験が行われる試験室と、
前記収容体に設けられており、前記試験室に被試験電子デバイスを搬送するための搬送口と、
該搬送口を開閉する扉体と、
被試験電子デバイスを加熱する加熱部と、
前記収容体へ冷却気体を導入するための導入口と、
前記収容体の内部を通流した冷却気体を排出する排気口と
を備え、
更に、
前記試験装置の外部から前記試験室内へ被試験電子デバイスを搬送する搬送ロボットと、
被試験電子デバイスを前記試験室内へ搬送し、又は前記試験室から搬出するときに前記扉体を開閉させる扉体駆動部と、
少なくとも前記扉体が閉じた状態で、各試験装置の前記導入口へ冷却気体を供給する冷却気体供給部と、
端部が前記冷却気体供給部に接続され、途中で分岐した複数の他端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続した冷却気体供給管と、
複数の端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続され、途中で一本化した他端部を有する排気管と
を備えることを特徴とする電子デバイス試験システム。
【請求項１６】
被試験電子デバイスの電気的な機能を試験する複数の試験装置を、階層構造に積層した電子デバイス試験システムにおいて、
前記試験装置は、
被試験電子デバイスの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板と、
該試験回路基板を収容する収容体と、
該収容体の内部に収納した被試験電子デバイスの試験が行われる試験室と、
前記収容体に設けられており、前記試験室に被試験電子デバイスを搬送するための搬送口と、
該搬送口を開閉する扉体と、
被試験電子デバイスを加熱する加熱部と、
前記収容体へ冷却気体を導入するための導入口と、
前記収容体の内部を通流した冷却気体を排出する排気口と
を備え、
更に、
前記試験装置の外部から前記試験室内へ被試験電子デバイスを搬送する搬送ロボットと、
少なくとも前記扉体が閉じた状態で、各試験装置の前記導入口へ冷却気体を供給する冷却気体供給部と、
前記加熱部及び前記被試験電子デバイスが発熱する熱が前記収容体の内部に籠もることを防止し、前記試験回路基板の温度が所定温度範囲になるように、冷却気体の温度及び流量を制御する制御部と、
端部が前記冷却気体供給部に接続され、途中で分岐した複数の他端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続した冷却気体供給管と、
複数の端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続され、途中で一本化した他端部を有する排気管と
を備えることを特徴とする電子デバイス試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験する複数の試験装置を並置してなる電子デバイス試験システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハなどの電子デバイスの製造工程においては、電子デバイスの不良を発見するための試験が行われている。特許文献１，２には、被試験電子デバイスに試験信号を出力してその応答信号を検査する電子デバイス試験システムが開示されている。電子デバイス試験システムは、複数並んだテストユニットを備える。各テストユニットにはテスト部が設けられている。テスト部は、被試験電子デバイスの入出力端子と接続するコンタクト部が設けられたヘッド部を有し、試験信号を出力するテスタが接続されている。テスト部の前段には、被試験電子デバイスを加熱する恒温部が配され、テスト部の後段には被試験電子デバイスに加えられた熱を除去する除熱部が配されている。恒温部で被試験電子デバイスを加熱し、電気的な機能を試験することによって、短時間で不良を発見することができる。
【０００３】
特許文献３には、複数のテスト部を恒温槽内部に設けられた多段の棚に保持してなる半導体ウェハ試験装置が開示されている。
【０００４】
特許文献４には、複数のテストヘッド部を水平方向に並置して省スペース化を図ったウェハテストシステムが開示されている。半導体ウェハなどの電子デバイスは高集積化が進んでいるため、試験に時間を要する。このため、試験システム自体の高密度化及び省スペース化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５６７０９号公報
【特許文献２】ＷＯ２００６／００９２８２号公報
【特許文献３】特開２００８−２２７１４８号公報
【特許文献４】特開２０１０−１５７５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子デバイス試験システムの省スペース化を図る方法として、縦横に区画されたラックにユニット化されたセルと呼ばれる試験装置を並置する方法が考えられる。試験装置は、被試験電子デバイスを収容する収容体を備える。収容体の内部は、被試験電子デバイスの試験が行われる試験室と、試験信号及び応答信号の入出力を行う試験回路基板を収容する回路基板室とに隔てられる。
【０００７】
しかしながら、加熱しながら被試験電子デバイスの試験を行う試験装置を縦横に並置した場合、各試験装置の試験室内に熱が籠もり、その熱が試験室から隔てられた回路基板室内の試験回路基板にも熱伝導し、試験回路基板自体の誤動作が発生するという問題があった。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、システムの省スペース化を図り、かつ縦横に並置された各試験装置の収容体に籠もった熱を排熱することができ、試験回路基板の誤動作を防止することができる電子デバイス試験システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験する複数の試験装置を並置してなる電子デバイス試験システムにおいて、前記試験装置は、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板と、該試験回路基板を収容する収容体と、該収容体の内部に収納した被試験電子デバイスの試験が行われる試験室と、前記収容体の内部で前記試験回路基板を収容する回路基板室と、前記試験室と前記回路基板室とを隔てる隔壁部と、前記収容体に設けられており、前記試験室に被試験電子デバイスを搬送するための搬送口と、被試験電子デバイスを加熱する加熱部と、隔離した被試験電子デバイス及び前記試験回路基板を接続する接続部と、前記回路基板室へ冷却気体を導入するための導入口と、前記回路基板室の内部を通流した冷却気体を排出する排気口と、前記試験室へ冷却気体を導入するための導入口と、前記試験室に収容された被試験電子デバイスの周辺を冷却気体が通流するように該冷却気体を整流する整流板と、前記試験室の内部を通流した冷却気体を排出する排気口とを備え、更に、各試験装置の前記回路基板室及び前記試験室の前記導入口へ冷却気体を供給する冷却気体供給部を備えることを特徴とする。
本発明に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験する複数の試験装置を並置してなる電子デバイス試験システムにおいて、前記試験装置は、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板と、該試験回路基板を収容する収容体と、該収容体の内部に収納した被試験電子デバイスの試験が行われる試験室と、前記収容体の内部で前記試験回路基板を収容する回路基板室と、前記試験室と前記回路基板室とを隔てる隔壁部と、前記収容体に設けられており、前記試験室に被試験電子デバイスを搬送するための搬送口と、被試験電子デバイスを加熱する加熱部と、隔離した被試験電子デバイス及び前記試験回路基板を接続する接続部と、前記回路基板室へ冷却気体を導入するための導入口と、前記回路基板室の内部を通流した冷却気体を排出する排気口とを備え、更に、各試験装置の前記導入口へ冷却気体を供給する冷却気体供給部と、端部が前記冷却気体供給部に接続され、途中で分岐した複数の他端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続した冷却気体供給管と、複数の端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続され、途中で一本化した他端部を有する排気管とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明にあっては、収容体は隔壁部によって試験室と、回路基板室に隔てられている。回路基板室には、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板が収容されている。試験室には、被試験電子デバイスが収容され、接続部によって試験回路基板に接続される。また、被試験電子デバイスは加熱部によって加熱される。被試験電子デバイスと、試験回路基板とは接続部によって接続されているため、被試験電子デバイスから熱が試験回路基板に伝導し、加熱されるおそれがある。そこで、冷却気体供給部は、回路基板室の導入口へ冷却気体を供給する。冷却気体は、試験回路基板を冷却し、回路基板室を通流した冷却気体は、排気口から排出される。従って、試験回路基板の温度が上昇し、誤動作することを防止することが可能である。
【００１２】
本発明にあっては、冷却気体が導入口から試験室に流入し、被試験体の周囲を通流し、排気口から排気される。従って、試験室の内部に籠もった熱を除去することが可能である。
本発明にあっては、冷却気体を一系統で循環させ、複数の収容体に供給することが可能である。
【００１３】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、前記試験装置の外部から前記試験室内へ被試験電子デバイスを搬送する搬送ロボットを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、搬送ロボットによって、被試験電子デバイスが収容体に搬入される。
【００１５】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、前記搬送ロボットは、複数の被試験電子デバイスを、無作為に選択した複数の前記試験装置へそれぞれ搬送するようにしてあることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、搬送ロボットが、複数の被試験電子デバイスを、無作為に選択された複数の前記試験装置へそれぞれ搬送するため、複数の収容体間で熱の偏りが発生しない。従って、より効率的に、各収容体に籠もった熱を排出することが可能である。
【００１７】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、前記複数の試験装置のいずれか一つの装置が被試験電子デバイスの試験を開始する時点と、他の装置が被試験電子デバイスの試験を開始する時点とが異なることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、各収容体で被試験電子デバイスの加熱及び試験が行われるタイミングを分散させることによって、時間軸上で熱が偏ることを防止することができる。つまり、ある一定期間においては、複数の試験装置で同時的に被試験電子デバイスの加熱及び試験が行われ、その後の一定期間において、被試験電子デバイスの搬送が行われるような状態を避けることができる。被試験電子デバイスの加熱が行われるタイミングが時間軸上で分散している方が効率的に熱を排出することが可能である。
【００１９】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、前記搬送口を開閉する扉体を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、試験室の搬送口を扉体で塞ぐことによって、冷却気体の流れが乱れることを防止する。冷却気体の流れが乱れることによって試験室内部の熱の排出が阻害されることを防止することが可能である。
【００２１】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスを前記試験室内へ搬送するときに前記扉体を開閉させる扉体駆動部を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、被試験電子デバイスが試験室に搬入されるタイミングで扉体が開閉するため、試験室内を通流する冷却気体の流れを極力乱さないようにし、効率的に熱を排出することが可能である。
【００２３】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスが載置され、冷媒が通流する冷媒路を内部に有する載置台を備え、前記加熱部は、前記載置台に設けられた抵抗加熱ヒータであることを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、被試験電子デバイスは載置台に載置される。被試験電子デバイスは、抵抗加熱ヒータの加熱部によって加熱され、載置台の内部に設けられた冷媒路を通流する冷媒によって冷却される。
【００２５】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスの温度を検出するデバイス温度検出部と、該被試験電子デバイスの温度を８０℃乃至１５０℃に保持するように前記加熱部の動作を制御する温度制御部とを備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、被試験電子デバイスが８０℃乃至１５０℃に加熱され、試験される。
【００２７】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、前記試験回路基板の温度を検出する基板温度検出部を備え、前記冷却気体供給部は、検出された該試験回路基板の温度に基づいて、冷却気体の供給量及び温度を決定するようにしてあることを特徴とする。
【００２８】
本発明にあっては、試験回路基板の温度に基づいて決定された温度及び流量で冷却気体が収容体に供給される。
【００３１】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、前記収容体から排気された冷却気体に含まれる混入物を除去するフィルタを備え、前記冷却気体供給部は、混入物が除去された冷却気体を再び前記収容体へ供給するようにしてあることを特徴とする。
【００３２】
本発明にあっては、収容体から排気された冷却気体に含まれる混入物をフィルタで除去し、再び冷却気体供給部から各収容体へ供給される。
【００３３】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、前記試験回路基板は、試験信号を出力するタイミングを決定するためのタイミング信号を発生させるタイミング発生回路と、該タイミング発生回路で発生したタイミング信号に合わせて、被試験電子デバイスへ試験信号を出力する信号出力回路と、所定波形の信号を発生させるパターン発生回路と、試験信号を受けて前記被試験電子デバイスから出力された応答信号、及び前記パターン発生回路で発生した信号を比較する比較回路とを備えることを特徴とする。
【００３４】
本発明にあっては、試験回路基板は、試験信号を被試験電子デバイスへ出力し、被試験電子デバイスから出力された応答信号と、応答信号として期待される所定波形の信号とを比較することによって、被試験電子デバイスを電気的に試験する。
【００３５】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスの試験に先立ち、該被試験電子デバイスを予備的に加熱する予備加熱装置を備えることを特徴とする。
【００３６】
本発明にあっては、被試験電子デバイスを試験装置の収容体へ搬送する前段階で予備的に加熱することができ、効率的に試験を行うことが可能である。
【００３７】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、前記試験装置から搬出された被試験電子デバイスを冷却する冷却装置を備えることを特徴とする。
【００３８】
本発明にあっては、試験終了後、被試験電子デバイスを速やかに冷却することができ、熱的な問題を避けて効率的に被試験電子デバイスを回収することが可能である。
【００３９】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験する複数の試験装置を、階層構造に積層した電子デバイス試験システムにおいて、前記試験装置は、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板と、該試験回路基板を収容する収容体と、該収容体の内部に収納した被試験電子デバイスの試験が行われる試験室と、前記収容体に設けられており、前記試験室に被試験電子デバイスを搬送するための搬送口と、該搬送口を開閉する扉体と、被試験電子デバイスを加熱する加熱部と、前記収容体へ冷却気体を導入するための導入口と、前記収容体の内部を通流した冷却気体を排出する排気口とを備え、更に、前記試験装置の外部から前記試験室内へ被試験電子デバイスを搬送する搬送ロボットと、被試験電子デバイスを前記試験室内へ搬送し、又は前記試験室から搬出するときに前記扉体を開閉させる扉体駆動部と、少なくとも前記扉体が閉じた状態で、各試験装置の前記導入口へ冷却気体を供給する冷却気体供給部と、端部が前記冷却気体供給部に接続され、途中で分岐した複数の他端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続した冷却気体供給管と、複数の端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続され、途中で一本化した他端部を有する排気管とを備えることを特徴とする。
【００４０】
本発明にあっては、扉体が閉じた状態で、各試験装置の導入口へ冷却気体を供給するように構成してあるため、効果的に試験回路基板を冷却することが可能である。
本発明にあっては、冷却気体を一系統で循環させ、複数の収容体に供給することが可能である。
【００４１】
本発明に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験する複数の試験装置を、階層構造に積層した電子デバイス試験システムにおいて、前記試験装置は、被試験電子デバイスの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板と、該試験回路基板を収容する収容体と、該収容体の内部に収納した被試験電子デバイスの試験が行われる試験室と、前記収容体に設けられており、前記試験室に被試験電子デバイスを搬送するための搬送口と、該搬送口を開閉する扉体と、被試験電子デバイスを加熱する加熱部と、前記収容体へ冷却気体を導入するための導入口と、前記収容体の内部を通流した冷却気体を排出する排気口とを備え、更に、前記試験装置の外部から前記試験室内へ被試験電子デバイスを搬送する搬送ロボットと、少なくとも前記扉体が閉じた状態で、各試験装置の前記導入口へ冷却気体を供給する冷却気体供給部と、前記加熱部及び前記被試験電子デバイスが発熱する熱が前記収容体の内部に籠もることを防止し、前記試験回路基板の温度が所定温度範囲になるように、冷却気体の温度及び流量を制御する制御部と、端部が前記冷却気体供給部に接続され、途中で分岐した複数の他端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続した冷却気体供給管と、複数の端部が複数の前記収容体にそれぞれ接続され、途中で一本化した他端部を有する排気管とを備えることを特徴とする。
【００４２】
本発明にあっては、制御部は、加熱部及び被試験電子デバイスが発熱する熱が収容体の内部に籠もることを防止し、試験回路基板の温度が所定温度範囲になるように、冷却気体の温度及び流量を制御する。
本発明にあっては、冷却気体を一系統で循環させ、複数の収容体に供給することが可能である。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、システムの省スペース化を図り、かつ縦横に並置された各試験装置の収容体に籠もった熱を排熱して、試験回路基板の誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態に係る電子デバイス試験システムの一構成例を示した斜視図である。
【図２】電子デバイス試験システムの要部を示した模式的正面図である。
【図３】電子デバイス試験システムを構成する試験装置の一構成例を示した側断面図である。
【図４】電気的機能試験を実行する試験装置の内部に収納されている試験回路基板を、試験装置の内部に載置した被試験電子デバイスに対して電気的に接続している状態を示す機能ブロック図である。
【図５】変形例に係る電子デバイス試験システムの一構成例を示した斜視図である。
【図６】予備加熱装置の一構成例を示した断面図である。
【図７】冷却装置の一構成例を示した側断面図である。
【図８】実施の形態２に係る電子デバイス試験システムを構成する試験装置の一構成例を示した側断面図である。
【図９】実施の形態３に係る電子デバイス試験システムを構成する試験装置の一構成例を示した側断面図である。
【図１０】実施の形態４に係る電子デバイス試験システムを構成する試験装置の一構成例を示した側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る電子デバイス試験システムの一構成例を示した斜視図、図２は、電子デバイス試験システムの要部を示した模式的正面図、図３は、電子デバイス試験システムを構成する試験装置の一構成例を示した側断面図である。本発明の実施の形態に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスＷの電気的な機能を試験する複数の試験装置１と、収容ケース３から試験装置１へ被試験電子デバイスＷを搬送する搬送装置２とを備える。複数の試験装置１は、セルと呼ばれるユニットを構成しており、縦横に並置されている。具体的には、電子デバイス試験システムは、各試験装置１を縦方向及び横方向に載置する正面視が略格子状のラックを備えており、複数、例えば１００個の試験装置１がラックに載置されている。なお、作図の便宜上、図１には３×３＝９個の試験装置１が縦横に並置されている状態を示している。被試験電子デバイスＷは、例えば集積回路が形成された半導体ウェハ、モールドパッキングされたＬＳＩチップ、複数の素子を基板上に搭載した装置である。以下では、被試験電子デバイスＷの一例として、集積回路が形成された半導体ウェハを挙げて説明する。収容ケース３は、例えば、３００ｍｍウェハの保管及び搬送用のＦＯＵＰ（front opening unified pod）である。
【００４６】
搬送装置２は、例えば、収容ケース３と、試験装置１との間に敷設されたレール２１と、該レール２１に沿って移動する搬送ロボット２２とを備える。搬送ロボット２２は、レール２１に対して回動が可能な胴体部分を有し、胴体部分から伸縮可能なロボットアーム２２ａが該胴体部分に設けられている。搬送ロボット２２は、収容ケース３及び試験装置１の間をレール２１に沿って移動し、ロボットアーム２２ａを伸縮させることによって、被試験電子デバイスＷを収容ケース３から取り出し、試験装置１へ搬送する。また、搬送ロボット２２は、試験装置１から試験を終了した被試験電子デバイスＷを搬出し、収容ケース３に戻す動作を行う。搬送ロボット２２の動作は、図３に示した制御部５によって制御される。制御部５は、被試験電子デバイスＷの試験を行う試験装置１を、複数の試験装置１の中から無作為に決定し、決定した試験装置１へ被試験電子デバイスＷが搬送されるように、搬送ロボット２２に制御信号を与える。また、複数の試験装置１に被試験電子デバイスＷを搬送する場合、各試験装置１の間で試験が開始されるタイミングが異なるよう、試験開始時間を無作為に決定し、試験開始の制御信号を試験装置１に与える。
【００４７】
試験装置１は、図３に示すように、被試験電子デバイスＷの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板１３と、該試験回路基板１３を収容する中空略直方体の収容体１１とを備える。収容体１１は、金属製、例えばＳＵＳ、アルミニウム等で形成されており、該収容体１１は、隔壁部１２によって上下に隔てられている。隔壁部１２によって隔てられた上側の空間は、試験回路基板１３を収容する回路基板室１１ａ、下側の空間は、被試験電子デバイスＷの試験が行われる試験室１１ｂを構成している。
【００４８】
試験室１１ｂの底部には、被試験電子デバイスＷが載置される円柱状の載置台１４が設けられている。載置台１４は、例えばアルミニウム製であり、被試験電子デバイスＷを加熱する加熱部１６ａを内部に有する。加熱部１６ａは、例えば載置台１４に埋設された抵抗加熱ヒータであり、抵抗加熱ヒータにはヒータ電源１６ｂが接続されている。また、載置台１４は、冷却水、液体窒素などの冷媒が通流する冷媒路１６ｃを内部に有する。冷媒路１６ｃには、冷媒供給部１６ｄから冷媒が供給され、循環するように構成されている。冷媒供給部１６ｄ及びヒータ電源１６ｂの動作は温度制御部１６ｆによって制御される。載置台１４の上面側には、被試験電子デバイスＷの温度を検出するデバイス温度検出部１６ｅ、例えばサーモカプラ、熱電対温度計、抵抗温度計、放射温度計などが設けられ、検出した温度を示す信号が温度制御部１６ｆに入力するように構成されている。
加熱部１６ａは、温度制御部１６ｆの指示によってヒータ電源１６ｂから供給された電流により発熱し、被試験電子デバイスＷが加熱される。デバイス温度検出部１６ｅにより計測された温度は温度制御部１６ｆにフィードバックされる。温度制御部１６ｆは、デバイス温度検出部１６ｅで検出し、フィードバックされた温度に基づいて、加熱部１６ａに対する給電、冷媒供給分による冷媒の供給を制御することによって、被試験電子デバイスＷの試験を行う際、被試験電子デバイスＷの温度を目的温度の８０℃乃至１５０℃に保持する。
【００４９】
隔壁部１２の略中央部には、孔部が形成されており、該孔部には、試験室１１ｂに搬入された被試験電子デバイスＷと、隔壁部１２で被試験電子デバイスＷから隔離している試験回路基板１３とを接続する接続部１５が密着状態で貫通している。接続部１５は、例えば金属円筒状である。接続部１５は、載置台１４の上方に対向配置したプローブカードを有する。プローブカードは、被試験電子デバイスＷと、試験回路基板１３の回路とを接続するために、被試験電子デバイスＷ、例えば半導体ウェハ上に形成されたＩＣ、ＬＳＩ等の電子回路ダイの各電極の配置に合わせて導電性の触針を配列したカードである。プローブカードの上側には、パフォーマンスボードが設けられており、プローブカードはパフォーマンスボードによって、触針が下向きになるように保持されている。パフォーマンスボードは、その上側に配されたポゴピンブロックにより接続され、プローブカードと、ポゴピンブロックとを電気的に接続して、被試験電子デバイスＷからの応答信号をポゴピンブロックへ送る配線回路を有する。ポゴピンブロックは、回路基板室１１ａに通じており、試験回路基板１３の回路に接続されている。ポゴピンブロックは、パフォーマンスボードと、試験回路基板１３との間のインタフェースとなる複数のポゴピンを有している。ポゴピンとは、接触ピンをコイルスプリングの弾性力で電極に押し当てることにより、その電極への電気的接続を行うようにした接触針である。
【００５０】
試験回路基板１３は、接続部１５の上面に保持されており、ポゴピンブロックと電気的に接続されている。試験回路基板１３上には，複数の回路部品１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが設けられている。
【００５１】
図４は、電気的機能試験を実行する試験装置１内の上部に内蔵された試験回路基板１３を、試験装置１内の下部へ搬送されて来た被試験電子デバイスＷに対して、電気的に接続している状態を示す機能ブロック図である。
試験回路基板１３は、図示していない外部のコンピュータに対してケーブル配線１３ｎを介して接続されている。外部コンピュータは、ユーザにより決定されたテストプログラムを、ケーブル配線１３ｎを介して、試験回路基板１３内のテスト・プロセッサ１３ｆの管理している図示していないメモリに転送する。また、外部コンピュータは、テスト・プロセッサ１３ｆが実行した結果を蓄積した前記メモリ内のデータをケーブル配線１３ｎを介して受け取ることで、試験回路基板１３のテストプログラムの実行と別のタイミングで被試験電子デバイスＷの不良内容を解析することができる。
外部コンピュータが試験回路基板１３と独立したタイミングでテスト結果のデータ解析をすることができるため、以下の効果を奏する。被試験電子デバイスＷのテスト実行スピードが試験回路基板１３の内蔵したシステムクロック（以下、テスト実行用テストクロックという。）のスピードであり、比較的高速、例えば１０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚであるのに対して、ケーブル配線１３ｎを介したデータ転送は比較的低速のスピードである。そして、テストプログラムの実行と、実行結果の転送及び外部コンピュータにおける不良内容解析とを別タイミングで独立に実行できる。従って、テストプログラムの実行に伴うノイズ対策、高速信号の送受信用の様々な通信ハードウェアの整備を、ほぼ試験回路基板１３と被試験電子デバイスＷとの近接した距離の収容体１１内部空間に限定することができ、電気通信の正確さを高速度のテストに対して保証できるという効果を得ることができる。
【００５２】
テスト・プロセッサ１３ｆは、試験回路基板１３内のテスト実行用テストクロックに対して、試験回路基板１３に搭載した回路ブロック、デバイス類を同期させて、指示することにより、被試験電子デバイスＷから応答信号として出力される信号を、予めプログラムで期待値として持っているデータと比較することで、タイミング、波形、レベル等を検査して不良発生の場合には、テスト・プロセッサ１３ｆの管理するフェイルメモリ１３ｍの中に発生場所と共に記録してゆく。フェイルメモリ１３ｍはテストプログラムを転送して実行するメモリの一部空間を利用しても良いし、独立した別体のメモリをテスト・プロセッサ１３ｆの管理下に置いても良い。ここでは、フェイルメモリ１３ｍは、テストプログラムを転送して実行するメモリから独立した別体のメモリとして説明する。フェイルメモリ１３ｍへの不良データまではテスト実行用テストクロックに同期して高速で蓄積されてゆくが、テスト完了後の外部コンピュータへのフェイルデータの取り出しは、外部コンピュータからテスト・プロセッサ１３ｆへの指示により別途独立したタイミングで取り出して転送することができる。テストプログラムの一部分として予めテスト実行後のフェイルメモリ１３ｍの故障解析プログラムを搭載しておいて、試験回路基板１３内で不良解析してその結果、即ち被試験電子デバイスＷの故障モード、故障発生の場所、故障発生のタイミング、故障発生時の期待波形と実測波形の比較等をデータ処理してメモリ空間内の別空間に結果をまとめて記憶して次のテストプログラムを被試験電子デバイスＷ（同一のものでも良いし、交換した次の新たなデバイスでも良い）に対して実行し、次のテスト結果を前記データ処理した結果に順次追加してゆくことも可能である。
【００５３】
以下、被試験電子デバイスＷの論理テストを実行する場合を例として、信号処理の流れを説明する。テスト・プロセッサ１３ｆは、試験回路基板１３を構成する各ユニットに配線された図示しないテストバスにより接続されており、各ユニットを制御するための各種信号を、テストバスを介して該ユニットに与えることにより、試験回路基板１３全体の制御を行う。具体的には、テスト・プロセッサ１３ｆは、パターン発生器１３ｇに対して論理テストを実行するための命令信号を与える。
【００５４】
パターン発生器１３ｇは、テスト・プロセッサ１３ｆから出力された命令信号を受け取った場合、被試験電子デバイスＷに与えるテスト信号の各１クロック内の１、０の論理を連続した印加パターンとして生成する。前記印加パターンは、波形成分をタイミング発生器１３ｈから出力されるテスト実行用テストクロックに同期して、タイミング成分とを含む。パターン発生器１３ｇの基本的な機能は、被試験電子デバイスＷの入力ピン、出力ピンの各ピンが、あるタイミングにおいて、前記クロック内の１クロック内で取る値として、論理１、０、ハイインピーダンスを、決定して、デバイステストの全体の論理パターンを決定することにある。波形成分はテスト実行用テストクロックに同期した各１クロック内において波形が論理１又は論理０のいずれかを取る。この波形成分は、パターン発生器１３ｇから、波形整形器１３ｉに与えられる信号によって、波形整形器１３ｉに伝えられる。タイミング成分は、テスト実行用テストクロックに同期した各クロック及び同クロック内のどのタイミング（ストローブ）で、期待パターンと比較すべき応答信号が被試験電子デバイスＷから出力されるかを決定するためのテストタイミング情報である。該テストタイミング情報は、パターン発生器１３ｇからタイミング発生器１３ｈに与えられる信号によって、タイミング発生器１３ｈに伝えられる。
また、パターン発生器１３ｇは、論理比較器１３ｌに対して与える期待パターンを生成し、生成した期待パターンを論理比較器１３ｌ及びフェイルメモリ１３ｍに与える。期待パターンは、テスト信号が入力された被試験電子デバイスＷから出力されると期待される応答信号のパターンを示した情報である。
【００５５】
タイミング発生器１３ｈは、試験回路基板１３の各ユニットを同期して動作させるためのテスト実行用テストクロックを生成し、生成したテスト実行用テストクロックをパターン発生器１３ｇ、波形整形器１３ｉ等に与え、それらを受け取った前記波形整形器１３ｉがテスト実行用テストクロックに同期した印加波形を出力する。なお、図４においては、作図の便宜上、テスト実行用テストクロックがタイミング発生器１３ｈからパターン発生器１３ｇへ出力されていることを示す矢印のみが図示されている。また、タイミング発生器１３ｈは、パターン発生器１３ｇから与えられたテストタイミング情報を受け取り、該テストタイミング情報に基づいて、どのタイミングで被試験電子デバイスＷが出力する応答信号を期待値と比較するかを決定するストローブ信号（以下、テストタイミング信号という）を発生し、該テストタイミング信号を論理比較器１３ｌに与える。
タイミング発生器１３ｈの基本的な機能は二つあり、一つは、どのタイミングで、論理１、０、ハイインピーダンスが意味有りとするかを決定するタイミングをストローブ信号という形で与える事と、もう一つは、パターン発生器１３ｇ、波形整形器１３ｉ、論理比較器１３ｌが基本クロックを基準として、どのタイミングで動作を開始するかを決定するタイミングをそれぞれ与えることにある。
【００５６】
波形整形器１３ｉは、パターン発生器１３ｇから与えられた印加パターンを受け取り、該印加パターンの信号波形をテスト信号波形に整形し、整形された信号（以下、整形テスト信号という）をドライバ１３ｊに与える。
【００５７】
ドライバ１３ｊは波形整形器１３ｉからの整形テスト信号を受け取り、受け取った整形テスト信号と、入力されているスレッシュホールド電圧ＶＩＨ、ＶＩＬの基準値の値とを比較することにより選択された論理１又は論理０のテスト信号を被試験電子デバイスＷに与える。
【００５８】
被試験電子デバイスＷは前記テスト信号を内部で処理した結果である応答信号を出力し、コンパレータ１３ｋに与える。
【００５９】
コンパレータ１３ｋは、被試験電子デバイスＷから受け取った応答信号を、基準電圧ＶＯＨ、ＶＯＬとして入力したスレッシュホールドレベルと比較することで、応答信号が論理１又は論理０であるか否かを判断する。そして、コンパレータ１３ｋは、応答信号の内容が反映された論理１又は論理０の論理パターン信号を、被試験電子デバイスＷにおける論理パターンの試験結果として論理比較器１３ｌに与える。
【００６０】
論理比較器１３ｌは、コンパレータ１３ｋから与えられた論理パターン信号と、パターン発生器１３ｇから与えられた期待パターン信号とを、タイミング発生器１３ｈから出力されたテストタイミング信号に合わせて、比較することにより、論理パターン信号と、期待パターン信号との一致及び不一致を検出することで、被試験電子デバイスＷの良否判断を実行する。
論理比較器１３ｌにおける良否判断の結果は、被試験電子デバイスＷがテスト信号に対応して期待パターン信号と同様の応答信号を期待したタイミングで内部処理して出力することができるかどうかを試験した結果を表している。
論理比較器１３ｌは、被試験電子デバイスＷが不良と判定された場合には、フェイルメモリ１３ｍに通常フェイルを示す１ビットを立てる。
【００６１】
フェイルメモリ１３ｍは、パターン発生器１３ｇから与えられたアドレス信号（通常は、被試験電子デバイスＷの検査アドレスと同じアドレス信号）を受け取り、受け取ったアドレス信号が示す場所に、被試験電子デバイスＷが不良であったことを示す通常フェイルの情報を記憶する。フェイルメモリ１３ｍは、パターン発生器１３ｇから与えられたアドレス信号の情報を不良アドレスの情報を記録するフェイルメモリ１３ｍ内の場所として記憶する。
試験終了後に不良解析が行われる場合、テスト・プロセッサ１３ｆは、フェイルメモリ１３ｍに対してデータの出力命令信号を与える。フェイルメモリ１３ｍから読み出された被試験電子デバイスＷの試験結果は、テスト・プロセッサ１３ｆの命令によってケーブル配線１３ｎを経由して外部のコンピュータへと送られる。そして、外部のコンピュータにおいて、試験結果の情報に基づいて、被試験電子デバイスＷの不良内容が解析される。
【００６２】
なお、ドライバ１３ｊ、論理比較器１３ｌの動作は、被試験電子デバイスＷの機能１ピン単位でテスト・プロセッサ１３ｆにより制御されている。ピン数が増えてゆくと、上記回路にはテストバス上に複数増設される。更に、被試験電子デバイスＷの測定機能に応じてアナログ測定回路等がテストバス上に増設される。
【００６３】
以上のように構成された試験回路基板１３が各々の収容体１１の上部空間内に配置され、電気配線を使って電気的に接続される被試験電子デバイスＷが前記収容体の下部空間内に配置される。収容体１１は扉体１８の開閉時を除いて閉じた密閉空間であるため、試験に際して試験回路基板１３からの発熱と、被試験電子デバイスＷを目的の試験温度に加熱する際の発熱と、試験中の通電による自身の発熱とにより、収容体１１内に熱が籠もる。従って、収容体１１内の籠もった熱を外部に効率良く排気し、試験装置全体の温度を常時熱管理することが求められている。一方、本件発明の様に試験回路基板１３上に、電気的試験に必要な回路デバイス部品を搭載することにより、測定基板、デバイスの近傍に近づけることで高速な測定信号、例えば１０ＭＨｚ〜１５０ＭＨｚの信号を送受信する距離を短くすることができ、ノイズ対策上良い効果を得ることができる。
【００６４】
近年の被試験電子デバイスＷの動作の高速化に対応して、試験回路基板１３の基準クロックの高速化や被試験電子デバイスＷを駆動するドライバ１３ｊ、コンパレータ１３ｋの動作速度が１０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚの中でより高速化してゆくことが要求されている。その為、被試験電子デバイスＷと試験回路基板１３との距離を近づけることで混信ノイズ対応や、高速化に伴う信号情報の劣化の防止を企てることができる。
【００６５】
測定結果はフェイルメモリ１３ｍや図示しないアナログ測定結果をＡＤ変換したデジタル情報のデータを蓄積するメモリーから時間をかけて、ゆっくりと外部の共通パソコンへ送り込んでデータ処理することができる。
【００６６】
また、試験回路基板１３は、テスター機能をフェイルメモリ１３ｍまで一枚のマザーボード上に搭載し、更に必要に応じて、前記マザーボードに設けたコネクタに複数の基板を、マザーボードに対して直交した状態で立設させることによって、高速処理を必要とする測定機能、ノイズ対策上、近接させて回路構成することが望ましい機能をすべて一枚にマザーボード上に集めて、回路基板室１１ａ内に置くことが望ましい（実施の形態４参照）。
なお、上述の回路構成は、試験回路基板１３上に形成された回路の一例であり、被試験電子デバイスＷの電気的特性を試験することが可能であれば、他の公知の回路構成を採用しても良い。
また、試験回路基板１３の適宜箇所に、該試験回路基板１３の温度を検出する基板温度検出部１７が設けられている。基板温度検出部１７は、例えばサーモカプラ、熱電対温度計、抵抗温度計、放射温度計等で構成されており、検出した温度を制御部５へ出力する。基板温度検出部１７を設ける位置は、試験回路基板１３の温度を直接又は間接的に測定できれば特に限定されず、回路基板室１１ａ内部の任意の箇所に設ければ良い。
【００６７】
ここで、被試験電子デバイスＷの試験方法、試験回路基板１３が加熱される問題について簡単に説明しておく。ドライバ回路（信号出力回路）１３ｂは、試験信号を被試験電子デバイスＷの電極に、所定のタイミングで入力する。このときに被試験電子デバイスＷから出力される応答信号を比較回路１３ｄに取り込み、期待される信号と波形を比較することにより、被試験電子デバイスＷの不良を発見する。フェイルした情報は、フェイルメモリ１３ｍに記録することで、故障解析に役立つ情報として蓄積する。デバイスの製造段階において、被試験電子デバイスＷの初期不良を発見することは、市場における品質管理を確立する上で望ましい。バスタブカーブ又は故障率曲線によれば、デバイスの不良は通常、装置の使用初期段階で多く発生し、使用開始後、一定期間が経過した段階で不良率が低く落ち着き、更に使用時間が長くなると、再度、不良発生率が上昇する。このことからも分かるように、初期不良を製造段階で発見する鍵となるのが、環境負荷試験と、電気的な機能試験の組み合わせによる、いわゆる加速試験である。
半導体ウェハ上のすべてのデバイスに対して、これらの試験を行う環境負荷として、被試験電子デバイスＷが動作するときの電源電圧、信号波形、試験温度などがある。特に、試験温度を動作保証温度の範囲内で高温度に保って試験を行うと、被試験電子デバイスＷの中に存在している、製造工程で発生した不良が加速度的に短期間で発見できる確率が上昇する。よく使用される環境負荷温度は８０℃乃至１５０℃であるが、半導体ウェハなどの被試験電子デバイスＷの試験としては適当である。
しかし、この環境負荷温度は、試験回路を搭載した試験回路基板１３にとって、正常な機能を維持することができる温度範囲を超えているため、試験回路基板１３の冷却が必要である。なお、搬送口１１ｃが大気開放している場合であっても、自然冷却のみでは、載置台１４、被試験電子回路基板などから試験回路基板１３へ伝わる熱、試験回路自身から発生する熱による、試験回路基板１３の温度上昇は避けられない。被試験電子デバイスＷを試験する際に、プローブカードを被試験電子デバイスＷに接触させた場合、被試験電子デバイスＷの熱は、プローブカード、パフォーマンスボード、ポゴピンブロック、配線等を介して試験回路基板１３に伝えられる構造になっており、また、試験回路基板１３と、被試験電子デバイスＷとが上下の関係に配置されるために、熱が伝わりやすい位置関係になっている。
次に、収容体１１の内部に籠もった熱を排出する機構について説明する。
【００６８】
回路基板室１１ａの背面壁の上側には、回路基板室１１ａへ冷却気体を導入するための第１導入口１１ｄが形成されている。冷却気体は、後述する冷却気体供給部４１から供給される。第１導入口１１ｄから導入した冷却気体は、回路基板室１１ａの上側に設けられたシャワーヘッド１１ｅを通じて、試験回路基板１３側へ流れる。なお、シャワーヘッド１１ｅは、一例であり、複数のノズル、複数の孔が開口したインジェクターなどを通して、冷却気体を供給するように構成しても良い。回路基板室１１ａの下部には、ポゴピンブロックを囲繞するように形成された環状の第１整流板１１ｆが設けられており、冷却気体が回路基板室１１ａの上部から下部へ淀みなく流れるように構成されている。回路基板室１１ａの内部を通流し、第１整流板１１ｆを上方から下方へ流れた冷却気体は、回路基板室１１ａの背面壁の下側に形成された第１排気口１１ｇを通じて、外部へ排気される。
【００６９】
同様に、試験室１１ｂの背面壁の上側には、試験室１１ｂへ冷却気体を導入するための第２導入口１１ｈが設けられている。第２導入口１１ｈから導入した冷却気体は、試験室１１ｂの上側に設けられた冷却気体導入板１１ｉを通じて、載置台１４の周囲を下方へ流れる。試験室１１ｂの下部には、載置台１４を囲繞するように形成された環状の第２整流板１１ｊが設けられており、冷却気体が試験室１１ｂの上部から下部へ淀みなく流れるように構成されている。試験室１１ｂの内部を通流し、第２整流板１１ｊを上方から下方へ流れた冷却気体は、試験室１１ｂの背面壁の下側に形成された第２排気口１１ｋを通じて、外部へ排気される。
【００７０】
なお、第１及び第２導入口１１ｄ、１１ｈ、第１及び第２排気口１１ｇ、１１ｋを設ける位置として、収容体１１の背面側を説明したがこれは一例である。例えば、第１導入口１１ｄ及び第２排気口１１ｋをそれぞれ収容体１１の上部及び下部に設けても良い。
【００７１】
冷却気体供給部４１は、例えば冷媒サイクルを備え、冷媒サイクルの熱交換機で冷却された冷却気体を、各試験装置１の第１及び第２導入口１１ｄ、１１ｈへ送出する。なお、冷却気体供給部４１は、全ての試験装置１で約１５０℃に被試験電子デバイスＷが加熱される場合を想定して、試験回路基板１３を目標温度に冷却できる十分な冷却気体を供給できるようにしておくことが望ましい。冷却気体の温度は、試験回路基板１３を十分に冷却できるのであれば室温であっても良い。また、室温では十分で無い場合、室温以下、例えば２２℃以下５℃の冷却気体を使用して試験回路基板１３を冷却する。
図２に示すように、冷却気体供給部４１には、冷却気体供給管４２の一端部が接続されている。冷却気体供給管４２は、途中で複数に分岐し、分岐した複数の他端部が各試験装置１の第１及び第２導入口１１ｄ、１１ｈに接続されている。各試験装置１の第１及び第２排気口１１ｇ、１１ｋには排気管４３の一端部が接続され、各試験装置１の収容体１１につながっている排気管４３は途中で一本化している。一本化した排気管４３の他端部は、排気ポンプ４４に接続されている。排気ポンプ４４は、各試験装置１から排出された冷却気体を、循環管４５を通じて冷却気体供給部４１へ循環させる装置である。循環管４５の途中には、各試験装置１の収容体１１から排気された冷却気体に含まれる混入物を除去するフィルタ４６が設けられており、冷却気体供給部４１は、混入物が除去された冷却気体をして再び収容体１１へ供給するようにしてある。
また、冷却気体供給部４１は、試験装置１へ供給する冷却気体の流量を調整するバルブ、又は質量流量を調整するマスフローコントローラなどを備え、試験装置１へ供給する冷却気体の供給量を調整することができる。制御部５は、基板温度検出部１７で検出された試験回路基板１３の温度が、目標温度、例えば４０℃以下になるように、冷却気体の供給量及び温度を決定し、決定した供給量で冷却気体を供給するよう、制御信号を冷却気体供給部４１に与える。
なお、排気ポンプ４４によって冷却気体を循環させる構成を説明したが、工場の排気ラインに接続し、冷却気体を排気するように構成しても良い。
また、冷却気体供給管４２を２系統設け、試験回路基板室１１ａへ導入する冷却気体の温度及び流量と、試験室１１ｂへ導入する冷却気体の温度及び流量とを別途設定するように冷却気体供給部４１を構成すると良い。収容体１１の上部に位置している試験回路室１１ａに配された試験回路基板１３の前記目標温度として、例えば４０℃が設定されている一方で、収納体１１の下部に位置している被試験電子デバイスＷの加熱目標温度として、試験回路基板１３よりも高い試験温度である８０℃〜１５０℃が設定されているためである。
【００７２】
一方、図３に示すように、収容体１１、特に試験室１１ｂの前面側には、試験室１１ｂに被試験電子デバイスＷを搬送し、また試験室１１ｂから被試験電子デバイスＷを搬出するための搬送口１１ｃが形成されている。搬送口１１ｃは、例えば、３００ｍｍウェハが通過するような横長略矩形の開口である。搬送口１１ｃには、該搬送口１１ｃを開閉する扉体１８が設けられており、扉体１８の開閉は扉体駆動部１８ａによって動作する。扉体１８は、例えば、搬送口１１ｃの下辺部分に設けられた回動軸によって開閉回動するようにしてあり、回動軸の回動は扉体駆動部１８ａのモータによって駆動される。なお、扉体１８による収容体１１の気密性は、真空チャンバーほどの高度の気密性は要求しないが、導入した冷却気体の流れが妨げられない程度の気密性を保つ構造が望ましい。
扉体駆動部１８ａによる扉体１８の開閉は制御部５によって制御されている。制御部５は、搬送ロボット２２が被試験電子デバイスＷを試験室１１ｂ内へ搬入する場合、又は試験室１１ｂから被試験電子デバイスＷを搬出する場合に扉体１８を開閉させるよう、制御信号を扉体駆動部１８ａに与える。つまり、被試験電子デバイスＷを出し入れするとき以外は、搬送口１１ｃを扉体１８で閉じ、冷却気体の流れが乱れることを防止するようにしてある。搬送ロボット２２によって被試験電子デバイスＷが試験室１１ｂの内部に搬入された場合、扉体１８が閉鎖し、試験室１１ｂが気密状態になる。扉体１８が閉鎖した状態においては、回路基板室１１ａ及び試験室１１ｂは上下に分離独立した気密空間となり、収容体１１全体が気密な空間になる。
【００７３】
このように構成された電子デバイス試験システムによれば、セルと呼ばれる複数の試験装置１の収容体１１に、被試験電子デバイスＷと、試験回路基板１３とを一対一の関係で収容して、被試験電子デバイスＷの動作保証温度の中でも高温度の熱を加えることで、短時間のうちに被試験電子デバイスＷの不良を発見することができる。
【００７４】
また、複数の試験装置１を縦方向及び横方向に複数積み重ねることによって、システムの省スペース化を図り、比較的狭い占有面積の中に高密度な試験環境を実現することができる。
【００７５】
更に、縦横に並置された各試験装置１の収容体１１に籠もった熱を効果的に排熱して、試験回路基板１３の誤動作を防止することができる。なお、収容体１１の背面側に空冷ファンを取り付ける構成と比較して、複数のファンから発生する騒音を無くすことができ、また試験回路基板１３の温度を目標温度に管理できる点でより優れている。
【００７６】
被試験電子デバイスＷが試験室１１ｂに搬入されるタイミングで扉体１８が開閉するため、搬送口１１ｃが開放することによって試験室１１ｂ内を通流する冷却気体の流れが乱れることを防止し、効率的に熱を排出することが可能である。
【００７７】
試験回路基板１３の温度を測定し、冷却気体の温度及び供給量を制御することによって、試験回路基板１３の効率的な冷却と、収容体１１内部からの熱の排気が可能になり、試験回路基板１３の温度が正常動作を保証する範囲に入るような制御が可能になる。
【００７８】
（変形例）
図５は、変形例に係る電子デバイス試験システムの一構成例を示した斜視図である。変形例に係る電子デバイス試験システムは、実施の形態と同様の構成であり、更に、被試験電子デバイスＷの試験に先立ち、該被試験電子デバイスＷを予備的に加熱する予備加熱装置６と、試験装置１から搬出された被試験電子デバイスＷを冷却する冷却装置７とを備える。
【００７９】
図６は、予備加熱装置６の一構成例を示した断面図である。予備加熱装置６は、開口部６１ａを搬送装置２側に有する中空略直方体の筐体６１を備える。筐体６１の全面には、被試験電子デバイスＷの予備加熱効果を高めるために、該開口部６１ａを開閉する扉が設けられており、扉を閉じ、筐体６１を密閉した状態で被試験電子デバイスＷが予備加熱される。筐体６１の内部には支柱６２が昇降モータ６４によって昇降可能に立設されている。支柱６２には、複数の加熱ステージ６３が互いに対向するように固定されている。加熱ステージ６３の内部には、予備加熱ヒータ６３ａが埋設されている。予備加熱ヒータ６３ａは、図示しない電源から給電され、被試験電子デバイスＷが加熱される。なお、予備加熱ヒータ６３ａに代えて、赤外線ランプによって、被試験電子デバイスＷを加熱するように構成しても良い。また、被試験電子デバイスＷの温度を温度検出部で検出し、第１の所定温度に到達した場合、その旨を通知する信号を制御部５に与えるように構成すると良い。また、被試験電子デバイスＷの加熱時間を計測し、所定時間が経過した場合、その旨を通知する信号を制御部５に与えるように構成しても良い。制御部５は、該信号を受信した場合、予備加熱装置６内の被試験電子デバイスＷを試験装置１へ搬送する。
【００８０】
図７は、冷却装置７の一構成例を示した側断面図である。冷却装置７は、開口部７１ａを搬送装置２側に有する中空略直方体の筐体７１を備える。筐体７１の内部には支柱７２が昇降モータ７４によって昇降可能に立設されている。支柱７２には、複数の冷却ステージ７３が固定されている。冷却ステージ７３には、冷媒が通流する冷媒路７３ａが形成されている。また、冷却装置７は、冷却気体を、冷却ステージ７３に載置された被試験電子デバイスＷへ噴射する冷却管環状ノズル７５を備える。冷却管環状ノズル７５は、筐体７１の上面に貫通している配管に接続され、外部から供給された冷却気体が該配管を通じて冷却管環状ノズル７５に供給される。冷却管環状ノズル７５の噴出孔は、環状管の内周側横方向と、内周側斜め下方へ冷却気体が噴射するような箇所に形成されている。また、筐体７１の底部には、冷却管環状ノズル７５から噴射された冷却気体を外部へ排気するための排気孔７１ｂが形成されている。また、筐体７１の開口部７１ａは、扉体７６によって開閉可能に構成されている。
なお、被試験電子デバイスＷの温度を温度検出部で検出し、第２の所定温度に到達した場合、その旨を通知する信号を制御部５に与えるように構成すると良い。また、被試験電子デバイスＷの冷却時間を計測し、所定時間が経過した場合、その旨を通知する信号を制御部５に与えるように構成しても良い。制御部５は、該信号を受信した場合、冷却装置７内の被試験電子デバイスＷを収容ケース３へ搬送する。
【００８１】
変形例によれば、試験装置１における試験に先立ち、被試験電子デバイスＷを予備加熱装置６で加熱することによって、より速やかに試験を開始することができる。
【００８２】
また、試験終了後の被試験電子デバイスＷを冷却装置７で冷却することによって、より速やかに収容ケース３に被試験電子デバイスＷを収納することができ、熱による悪影響を避けることができる。
【００８３】
なお、変形例では、予備加熱装置６及び冷却装置７を試験装置１の外部に設置する例を説明したが、搬送ロボット２２がアクセスできる範囲であれば、その設置場所は特に限定されない。例えば、試験装置１と共に、予備加熱装置６及び冷却装置７を縦横に並置しても良い。
【００８４】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る電子デバイス試験システムは、実施の形態１と同様の構成であり、収納体及び冷媒供給系の構成が異なるため、以下では主に上記相異点について説明する。
図８は、実施の形態２に係る電子デバイス試験システムを構成する試験装置２０１の一構成例を示した側断面図である。実施の形態２に係る試験装置２０１は、実施の形態１における整流板１１ｆ及び隔壁部１２に代えて、回路基板室１１ａ及び試験室１１ｂを上下に分離し、接続部１５を支持する支持構造体２１１ｉを備える。また、実施の形態２に係る試験装置２０１においては、実施の形態１における回路基板室１１ａから冷却気体を排気する第１排気口１１ｇ、及び試験室１１ｂへ冷却気体を導入する第２導入口１１ｈは廃され、試験回路室１１ａに冷却気体を導入する導入口２１１ｄと、試験室１１ｂから外部へ冷却気体を排気する排気口２１１ｋとがそれぞれ試験回路室１１ａ及び試験室１１ｂに設けられている。
【００８５】
支持構造体２１１ｉは、上下に連通可能な複数の孔が形成されたアルミ製のグレーチング構造を有し、収容体２１１を、回路基板室１１ａと、試験室１１ｂとに隔壁している。単一の冷却気体供給部４１から単一温度設定された冷却気体は、回路基板室１１ａに設けられた導入口２１１ｄから、シャワーヘッド１１ｅを介して回路基板室１１ａ内に導入され、試験回路基板１３を冷却する。冷却気体の温度は、後述するように、試験回路基板１３を目標温度に冷却できるように設定されている。試験回路基板１３を冷却した後の冷却気体は、支持構造体２１１ｉの孔を通流して、回路基板室１１ａから下方の試験室１１ｂに導入され、排気口２１１ｋから排気される。
また、支持構造体２１１ｉは、プローブカードが被試験電子デバイスＷに対向する姿勢で接続部１５を支持し、プローブカードと、被試験電子デバイスＷとの接触によって発生する圧力に耐え得るよう、収容体２１１に固定されている。
なお、ここではグレーチング構造の支持構造体２１１ｉを説明したが、冷却気体を回路基板室１１ａから試験室１１ｂへ通流させ、かつ接続部１５を支持できる構造であれば、支持構造体２１１ｉの形状はこれに限定されない。例えば、孔、穴、開口、シャワーヘッド、ノズル等を板部材に設けたものを支持構造体としても良い。
【００８６】
試験回路基板１３の温度は、基板温度検出部１７により検出され、制御部５にフィードバックされている。また、被試験電子デバイスＷの温度は、デバイス温度検出部１６ｅにより検出され、制御部５にフィードバックされている。制御部５は、被試験電子デバイスＷの温度と、試験回路基板１３の温度とを参照して、冷却気体供給部４１に対して、冷却気体の設定温度と、供給流量とを設定する様に指示することで、収容体２１１に導入される冷却気体の温度及び供給流量を制御している。例えば、制御部５は、被試験電子デバイスＷが試験温度まで正確に加熱された条件の下に試験回路基板１３の温度を正常動作が保証された範囲、例えば５０℃以下に設定する様に導入する冷却気体の温度と流量とを決定する。
【００８７】
また、実施の形態１と同様、扉体１８の開閉動作は、搬送ロボット２２による被試験電子デバイスＷの搬入及び搬出動作とリンクしており、被試験電子デバイスＷが出し入れされていない時は、原則的に扉体１８は閉鎖している。従って、収容体２１１を気密な構造として冷却気体の導入から排出まで、円滑な気体の流れを形成することができ、冷却効果を高めることができる。
【００８８】
実施の形態２にあっては、一系統の冷却気体供給部４１によって、収容体２１１に導入する冷却気体を単一の温度及び単一の流量で導入することにより、電子デバイス試験システムの簡素化及びコストダウンを図ることができる。
【００８９】
また、複数の試験装置２０１を搬送ロボットが扱い易いように一箇所にマンション構造集積し、かつ、被試験電子デバイスＷの高温加熱、例えば８０℃〜１５０℃の加熱と、試験回路基板１３の効果的な冷却とを実現し、放熱の問題を解決することができる。
【００９０】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る電子デバイス試験システムは、被試験電子デバイスＤがモールドパッケージされたＬＳＩ等の回路デバイスを試験できるように構成されている点が実施の形態１と異なるため、以下では主に上記相異点について説明する。
図９は、実施の形態３に係る電子デバイス試験システムを構成する試験装置３０１の一構成例を示した側断面図である。
【００９１】
試験装置３０１は、被試験電子デバイスＤの電気的な機能を試験するための信号を入出力する試験回路基板１３と、該試験回路基板１３を収容する中空略直方体の収容体３１１とを備える。収容体３１１は、金属製、例えばＳＵＳ、アルミニウム等で形成されており、該収容体３１１は、冷却気体導入板３１１ｉによって上下に隔てられている。冷却気体導入板３１１ｉによって隔てられた上側の空間は、試験回路基板１３を収容する回路基板室３１１ａ、下側の空間は、被試験電子デバイスＤの試験が行われる試験室３１１ｂを構成している。
【００９２】
試験室３１１ｂの底部には、被試験電子デバイスＤが載置されるソケット３１４が設けられている。ソケット３１４は、被試験電子デバイスＤのパッケージから４方向に突出したリード端子に接触する接触子３１４ａを備え、接触子３１４ａは、基板接続用コネクタ１５を介して、試験回路基板１３に接続されている。試験回路基板１３は更に試験装置３０１の外部に設けられた共通のコンピュータの制御部５に結線され、すべての試験装置３０１を共通の１台のコンピュータで管理する。また、ソケット３１４の下部には、被試験電子デバイスＤを加熱する加熱部３１６ａ、例えば抵抗加熱ヒータが設けられており、加熱部３１６ａはヒータ電源１６ｂが接続されている。加熱部３１６ａによって、被試験電子デバイスＤは目的とする試験温度、例えば８０〜１５０℃まで加熱される。更に、ソケット３１４には、被試験電子デバイスＤの温度を検出するデバイス温度検出部３１６ｅ、例えばサーモカプラ、熱電対温度計、抵抗温度計、放射温度計などが設けられ、検出した温度を示す信号が温度制御部１６ｆに入力するように構成されている。加熱部３１６ａは、温度制御部１６ｆの指示によってヒータ電源１６ｂから供給された電流により発熱し、被試験電子デバイスＤが加熱される。デバイス温度検出部３１６ｅにより計測された温度は温度制御部１６ｆにフィードバックされる。温度制御部１６ｆは、デバイス温度検出部１６ｅで検出し、フィードバックされた温度に基づいて、加熱部３１６ａに対する給電、冷媒供給分による冷媒の供給を制御することによって、被試験電子デバイスＤの試験を行う際、被試験電子デバイスＤの温度を目的温度の８０℃乃至１５０℃に保持する。
【００９３】
冷却気体導入板３１１ｉは、試験回路基板１３を回路基板室３１１ａ側に支持する支持部を備えると共に、回路基板室３１１ａ及び試験室３１１ｂを連通する複数の孔部を備える。
【００９４】
回路基板室３１１ａの背面壁の上側には、回路基板室３１１ａへ冷却気体を導入するための導入口３１１ｄが形成され、導入口３１１ｄには、冷却気体導入ノズル３１９が、その長手方向を略水平にして挿嵌されている。冷却気体導入ノズル３１９は、複数の孔から試験回路基板１３に向けて冷却気体を噴出するように構成されている。冷却気体は、冷却気体供給部４１から供給され、該冷却気体は、試験回路基板１３を冷却する。試験回路基板１３上を流れた冷却気体は、冷却気体導入板３１１ｉの孔を通じて、下方の試験室３１１ｂに導入される。
【００９５】
試験室３１１ｂの側壁には、排気口３１１ｋが設けられており、回路基板室３１１ａから導入された冷却気体は、回路基板室３１１ａを冷却しながら、排気口３１１ｋから排気される。
【００９６】
搬送ロボット３２２は、搬送アーム３２２ａを備え、該搬送アーム３２２ａの先端には、被試験電子デバイスＤを真空吸着して保持するデバイス吸着保持部３２２ｂが設けられている。デバイス吸着保持部３２２ｂの底面には開口が形成されており、該開口は真空吸着保持する為の真空吸着用排気ラインに接続されている。複数の被試験電子デバイスＤはトレーに収納されており、搬送ロボット３２２は、トレーから試験対象の被試験電子デバイスＤを吸着保持し、試験装置３０１の試験室３１１ｂへ搬送し、ソケット３１４に装着させる。
【００９７】
また、実施の形態１と同様、扉体３１８の開閉動作は、搬送ロボット３２２による被試験電子デバイスＤの搬入及び搬出動作とリンクしており、被試験電子デバイスＤが出し入れされていない時は、原則的に扉体３１８は閉鎖している。従って、収容体３１１を気密な構造として冷却気体の導入から排出までを円滑な気体の流れを形成することができ、冷却効果を高めることができる。
【００９８】
実施の形態３にあっては、冷却気体を回路基板室３１１ａに導入することによって、試験回路基板１３を冷却して目的の温度、例えば５０℃以下に冷却することができる。また、回路基板室３１１ａから試験室３１１ｂへ冷却気体を導入することによって、ソケット３１４に載置された被試験電子デバイスＤ及びその周辺から発生する熱が試験室３１１ｂの内部に籠もることを防止する気流を形成しながら排気口３１１ｋを経由して外部へ排出される。
【００９９】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る電子デバイス試験システムは、実施の形態と同様の構成であり、試験回路基板４１３の構成と、冷却気体の通流方式が異なるため、以下では主に上記相異点について説明する。
図１０は、実施の形態４に係る電子デバイス試験システムを構成する試験装置４０１の一構成例を示した側断面図である。実施の形態４に係る試験回路基板のマザーボード上には、コネクタを介して立設された複数の回路基板４１３ａ，４１３ｂ，４１３ｃ，４１３ｄ，４１３ｅ等が並べられて、これらの複数の基板とマザーボードとにより試験回路基板が形成されている。回路基板４１３ａ，４１３ｂ，４１３ｃ，４１３ｄ，４１３ｅは、その面内方向がマザーボードに対して略垂直になるように立設されている。
【０１００】
冷却効果を向上させるためには、被試験電子デバイスＷがプローブガードに接触した位置において、冷却気体が層流を形成し、被試験電子デバイスＷを載置した載置台１４に対して、冷却気体を吹きかける構成が良い。
プローブカード上方のポゴピンブロックの領域も層流の冷却気体を通過させる為に上下のポゴピンブロックの支持構造を維持しつつ、側面の壁には、網目又はパンチング構造を採用して、冷却気体が層流として通流する構造が望ましい。
第２導入口４１１ｇから導入された冷却気体は、層流として、ポゴピンブロックを通流し、ポゴピンブロックを通流した冷却気体は、載置台１４に吹き付けられ、第２排気口４１１ｈから排気される。
【０１０１】
同様に、第１導入口４１１ｄから導入された冷却気体は、回路基板４１３ａ，４１３ｂ，４１３ｃ，４１３ｄ，４１３ｅ間を通流する。この冷却気体は、層流として、ポゴピンブロックを通流し、第１排気口４１１ｇから外部へ排気される。
【０１０２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０３】
１  試験装置
２  搬送装置
３  収容ケース
５  制御部
６  予備加熱装置
７  冷却装置
１１  収容体
１１ａ  回路基板室
１１ｂ  試験室
１１ｃ  搬送口
１１ｄ  第１導入口
１１ｇ  第１排気口
１１ｈ  第２導入口
１１ｊ  第２整流板
１１ｋ  第２排気口
１２  隔壁部
１３  試験回路基板
１４  載置台
１５  接続部
１６ａ  加熱部
１６ｃ  冷媒路
１６ｅ  デバイス温度検出部
１７  基板温度検出部
１８  扉体
２２  搬送ロボット
２２ａ  ロボットアーム
４１  冷却気体供給部
４２  冷却気体供給管
４３  排気管
４４  排気ポンプ
４５  循環管
４６  フィルタ
Ｗ  被試験電子デバイス
【図１】
0005615852.tif 000002
【図２】
0005615852.tif 000003
【図３】
0005615852.tif 000004
【図４】
0005615852.tif 000005
【図５】
0005615852.tif 000006
【図６】
0005615852.tif 000007
【図７】
0005615852.tif 000008
【図８】
0005615852.tif 000009
【図９】
0005615852.tif 000010
【図１０】
0005615852.tif 000011